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Zu den Gefäßen der Mikrozirkulation gehören die Arteriolen, die terminalen Arteriolen, die Metarteriolen, die Kapillaren, die postkapillären Venolen und die Venolen. Man kann arteriovenöse Anastomosen in einigen terminalen Strombahnen finden. Einen Gesamtqerschnitt von 0,2-0,4 m2 und ein efektive Austauschfläche von etwa 300 m2 (Durchmesser 4-5 mm) haben die 8-10 Milliarden durchströmten Kapillaren des Menschen in Ruhe. Hauptsächlich durch Interzellularspalten erfolgt der Stoffaustausch bei den Kapillaren vom kontinuierlichen Typ. Durch die Dichte und die Anordnung der interzellulären Verbindungsleisten (tightjunctions) wird das Ausmaß der Permeabilität bestimmt. Durch intrazelluläre Poren (50-60 nm, 100-1000x permiabler für Wasser, z.B. Niere) können Stoffe bei den fenestrierten Kapillaren ausgetauscht werden. Bei den diskontinuierlichen Kapillaren erfolgt dies durch inter- und intrazelluläre Lücken (0,1 - 1 mm, z.B. Milz, Knochenmark).

Die gesamte Endothelfläche der Kapillaren und postkapillären Venolen wird genutzt, um lipidlösliche Stoffe durch Diffusion auszutauschen (durchblutungsbeschränkt). Die Passagewege der Poren und Interzellularspalten beschränken dagegen den diffusiven Transport von Wasser und wasserlöslichen Stoffen (diffusionsbeschränkt). Vom Verhältnis Molekül- zu Porengröße hängt dabei der effektive Diffusionskoeffizient ab. Die kleinen Poren (Radius: 5 nm) bilden für Makromoleküle eine Schranke, während andere Moleküle, wie Glukose, bei der Wandpassage kaum behindert werden (Konzept der molekularen Siebung). Man nimmt an, dass auch große Poren (Radius:20-30 nm, 1:12000) vorhanden sind, die durch Fusionierung von Membraninvaginationen entstehen könnten, weil Plasmaproteine und damit auch Immunglobuline und proteingebundene Substanzen in das Interstitium gelangen. Eine Auswärtsfiltration wird durch die hydrostatische Druckdifferenz zwischen Kapillare und Interstitium beim FIüssigkeitsaustausch bewirkt, die kolloidosmotische Druckdifferenz bewirkt zwischen Blutplasma und interstitieller Flüssigkeit eine Einwärtsfiltration (Reabsorption).

Man muss bei der Berechnung des pro Zeiteinheit filtrierten Volumens (Starling-Gleichung) noch den Filtrationskoeffizienten und den Reflexionskoeffizienten berücksichtigen. Die Reabsorption (im venösen Schenkel) wird von der Auswärtsfiltration (im arteriellen Schenkel) der Kapillaren überwogen. Im gesamten Organismus werden etwa 20 l/Tag filtriert, aber nur 18 l/Tag reabsorbiert; der Rest von 2 l/Tag wird über die Lymphgefäße abtransportiert. Ödeme, also pathologische Flüssigkeitsansammlungen im Interstitium oder in den Zellen, können entstehen bei Erhöhung des kapillären Blutdrucks (z. B. kardiales Ödem), bei Minderung des kolloidosmotischen Drucks im Plasma (z. B. Hungerödem), bei gesteigerter Permeabilität der Kapillarwände (z. B. Entzündungsödem) oder bei Störung des Lymphabflusses (regionales Lymphödem). Auf Grund der Tatsache, dass das Interstinum nur schwer dehnbar ist und der Abfluss auf das Aufkommen eingestellt wird; sind Ödeme aber seltener als zu erwarten wäre.

In das Venensystem münden größere Lymphgefäße, die als Ductus thoracicus und als Ductus lymphaticus dexter bekannt sind. Ebenfalls zum Lymphgefäßsystem gehören die Lymphkapillaren, deren Endothelien gut permeabel sind. Das Einschwemmen schädlicher Substanzen in das Blut wird durch die eingeschalteten Lymphknoten verhindert. Proteine, die in der überschüssigen interstitiellen Flüssigkeit sind, werden in die Lymphkapillaren aufgenommen und durch rhythmische Kontraktionen der glatten Muskulatur der größeren Lymphgefäße zu den Venen transportiert. Der Rückfluss wird durch zahlreiche Klappensysteme verhindert. Der Transport kann durch Kontraktionen der Skelettmuskulatur beschleunigt werden. Die Lymphe ist aufgrund ihres Fibrinogengehaltes gerinnungsfähig und enthält etwa 3-4 % Proteine und intestinal aufgenommene Lipide.

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